Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 18 dotazů obsahujících »rovnovážné«
12) Barva topení a chladiče ledničky
03. 12. 2003
Dotaz: Proč je topení bílé a chladič ledničky černý? (Anežka Horáková)
Odpověď: Černá barva způsobuje, že těleso lépe absorbuje dopadající záření
(světelné i tepelné), a což je pro leckoho překvapivé, že také lépe teplo
vyzařuje. Proto se chladiče dělají černé. Radiátor topení také potřebuje
předávat teplo do okolí, ale asi (nejsem expert na topení) se počítá s
tím, že podstatnou roli bude hrát ohřívání vzduchu v kontaktu se žebry
radiátoru (zde barva nerozhoduje) a pak přenos tepla prouděním tohoto
vzduchu. Estetická stránka patrně převažuje nad přínosem zvýšeného přenosu
tepla v případě tmavého radiátoru.
(J.Dolejší)
Reakce na odpověď:
V odpovědi uvádíte, ze barva je důležitá pro efektivitu chladiče. Odkazujete se
na Planckův zákon. Pořád ale nerozumím, proč tomu tak je. Můžete to rozvést? Bílý chladič vydává záření o vyšší vlnové délce, a proto je hustota zářivého toku menší? Nevydává se většina tepla v infračerveném spektru?
Odpověď:
Má-li chladič nějakou barvu, znamená to, že tuto barvu odráží více než ostatní
(proto ho v této barvě taky vidíme). Uvážíme-li situaci v rovnovážném stavu, pak
zvýšená emise na jisté vlnové délce musí být spjata i se zvýšenou absorbcí této
vlnové délky, aby totiž předměty téže teploty, ale různých barev mohly být spolu
v rovnováze. Obvyklá situace chladiče však není rovnovážný stav: chladič je
spojen s něčím o teplotě výrazně vyšší než okolí a disipuje do okolí teplo. Pak
je ovšem nejvýhodnější chladič "všech barev", černý, který bude co nejvíc
vyzařovat světlo všech vlnových délek. (Samozřejmě, že by v případě teplejšího
okolí naopak pohlcoval světlo i teplo nejrychleji - ale chladič je zpravidla v
okolí chladnějším, než je sám.)
Dotaz: Existují reálné kapaliny, které mají tlak par roven tlaku vakua? Tedy, že
škrcením jejich průtoku za žádných podmínek nedojde ke kavitaci. Pokud ano,
patří k nim např. VGO (Vacuum Gas Oil)? (Jaroslav Habán)
Odpověď: Myslím, žejde o neporozumění. "Tlak vakua" je samozřejmě 0, podle definice
vakua; to by asi doslovně možné nebylo. Prakticky by tedy šlo o kapalinu,
jejíž tlak par je za zamýšlené teploty zanedbatelný. Tomu by asi nejlépe
vyhovovaly oleje užívané ve vakuové teplotě.
Ovšem kavitace je způsobena tím, že pod vlivem velkého a náhlého
gradientu sil a tím i rychlostí se kapalina "roztrhne", tj. vzniknou v ní
dutiny. Jejich vznik nesouvisí s tím, že vzápětí poté se do tohoto
"bublinového vakua" vypařuje okolní kapalina. Myslím, že (rovnovážné)
napětí par nad kapalinou mnoho neřekne o jejím chování při prudkých
změnách, které jsou příčinou kavitace.
Dotaz: Zajímalo by mne, zda lze ochlazovat tělesa jinka než pomocí Joule-Thompsonova efektu. Samozřejmě lze použít například skupenské teplo fázové přeměny, ale to je jen krátkodobá záležitost a nelze takto trvaleji udržet sníženou teplotu. Jak například fungují malé chladničky určené pro osobní automobily napájené z autobaterie. (Rostislav Dudek)
Odpověď: Tyto
lednicky pracují na principu Peltierova jevu. Pri pruchodu
elektrického proudu rozhraním dvou vodicu proudu nejsou
obecne rovnovážné teploty vodicu stejné: jeden se
ochlazuje a druhý se zahrívá (NENÍ to Joulovo teplo). Jiný
zpusob chlazení užívá expanze plynu, který je pritom nucen
konat práci; pritom se ochlazuje KAŽDÝ plyn, nejen
neideální, jako pri Joulove-Thomsonove jevu.
Mužete se podívat i na stránku: http://www.ereferaty.cz/index.asp?c=view&ID=1018, kde se dozvíte další zajímavosti o
chlazení. (JO - 3.10.2002)
Bežne se používá v
chladnickách a mraznickách adiabatická expanze, plyn se
stlací a pri rychlé expanzi dojde k ochlazení, pak se plyn
znova stlací, v chladici se opet teplota sníží a další
expanzí se to zase chladí a tak to jde dokola. Proto každá
chladnicka víc tepla do kuchyne dodává, než ubírá
zevnitr.
Jeden z dalších zpusobu je využití Peltierova efektu: pri
pruchodu proudu obvodem spájeným ze dvou ruzných kovu
(príp. polovodicu) vzniká mezi obema spájenými místy
teplotní rozdíl. Jde o brácený jev k termoelektrickému. To
se dnes prakticky využívá k chlazení menších objemu.
(MR - 7.10.2002)
Dotaz: Rád bych se zeptal, který proud je makroskopický a který mikroskopický a proč?
(Petr Besta)
Odpověď: Nevím,
v jakém kontextu je užit "mikroskopický proud", ale
odpověď podle analogie by zněla asi takto: elektrický proud
je vytvořen (mechanickým) pohybem elektrického náboje. Proto
vztah "makroskopický proud" vs. "mikroskopický
proud" by měl být jako "makroskopický pohyb"
vs. "mikroskopický pohyb". U makroskopického
předpokládáme "uspořádanost", takže takový pohyb
vidíme i navenek. Mikroskopickým pohybem nazýváme zpravidla
víceméně chaotický pohyb velmi malých částic, typicky
molekul. Takový pohyb ovšem jako celek neuvidíme (střední
hodnota vektoru rychlosti je nulová), ale projeví se nám jako
(zvýšená) teplota předmětu (střední hodnota velikosti
vektoru rychlosti, případně kvadrátu rychlosti, je
nenulová).
V tomto smyslu by bylo možno nazvat mikroskopickými proudy
např. vířivé proudy. V oblasti elektromagnetického pole je
analogií např. rovnovážné tepelné záření
("záření černého tělesa"). Makroskopicky je
homogenní a isotropní (tj. stejné ve všech bodech i ve všech
směrech) a nemůžeme ho tedy popsat makroskopickými
vektorovými veličinami E, D, H, B; jejich střední hodnota je
nulová. Ovšem jejich čtverce, a rovněž hustota energie
1/2(E.D + H.B) jsou nenulové.
Dotaz: Dvě elektromagnetické vlny se při interferenci ve vakuu zruší.Co se stane s energií vln ? (Jezek Vlastimil)
Odpověď: Ono
to "zrušení" není tak docela pravda. Za prvé:
elektromagnetická vlna má nejen elektrickou, ale i magnetickou
složku. Obě nesou STEJNĚ VELKOU energii. Za druhé: Dvě vlny
jdoucí proti sobě (a každá z nich přenášející energii)
dají vzniknout stojaté vlně - tedy stojatým kmitům, které
energii nepřenášejí, jenom si ji přelévají na místě z
elektrické složky do magnetické.
Představte si to na provázku, který kmitá nahoru a dolů tak,
že zprvu jde jedna vlna napravo a druhá nalevo; když se
(šikovně) sejdou, tak vznikne "stojatá vlna", v
níž se přelévá kinetická energie rychle letícího kousku
provázku (blízko rovnovážné polohy) do potenciální energie
"našponovaného" kousku provázku daleko od
rovnovážné polohy.
